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Exoplaneten: Ein Zuckerwatte-Planet wie kein anderer

So groß wie Jupiter, aber zehnmal leichter: Der Exoplanet WASP-107b hat besondere Eigenschaften. Sie sollen mehr über die Entstehung von Gasriesen im Universum verraten.
Die künstlerische Darstellung zeigt Exoplanet WASP-107b und seinen Stern, WASP-107. Ein Teil des Lichts des Sterns strömt durch die ausgedehnte Gasschicht des Exoplaneten.Laden...

Planeten entstehen aus einer Gaswolke. Wie genau, ist noch ungeklärt. Weil er mit seiner Größe und Dichte nicht so recht ins Schema passt, soll der Exoplanet WASP-107b mehr darüber verraten, wie sich aus Materiewolken im Lauf der Zeit kompakte Objekte formen. Über die besonderen Eigenschaften des Himmelskörpers hat ein Team nun ausführlich im Magazin »The Astronomical Journal« berichtet. Und über die Entdeckung eines zweiten Planeten in dem System.

WASP-107b liegt 212 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau, wo er den Stern WASP-107 umkreist. Seit dem Jahr 2017 ist der Himmelskörper bekannt. Früh war klar: Der Planet mit einer Masse in der Größenordnung von Neptun und einem Radius von Jupiter fordert die Theorien zur Planetenentstehung heraus.

So ist der Planet seinem hellen Stern äußerst nah – etwa 16-mal näher als die Erde der Sonne. Binnen 5,7 Tagen umkreist er sein Zentralgestirn. Gleichzeitig ist WASP-107b zwar so groß wie Jupiter, aber etwa zehnmal leichter. Damit weist er eine der geringsten Dichten unter den bislang bekannten Exoplaneten auf. Astrophysiker sprechen bei solchen Gebilden auch gern von »super-puffs« oder »cotton-candy«-, also »Zuckerwatte«-Planeten.

Die große Frage: Wie ist WASP-107b entstanden, und was verrät das über andere Exoplaneten? Tatsächlich bieten kosmische Leichtgewichte wie WASP oder KELT-11, zu denen es kein Analogon in unserem Sonnensystem gibt, die Chance, die Mechanismen der Planetenentstehung im Allgemeinen besser zu verstehen.

Die meiste Masse des Exoplaneten liegt in der Hülle

Vier Jahre lang hat das Autorenteam der aktuellen Studie den Planeten beobachtet. »Wir zeigen, dass die Masse von WASP-107b nur 1,8 Neptunmassen beträgt«, heißt es in der aktuellen Studie. Bei einer Größe des Jupiters. Die daraus resultierende außerordentlich niedrige Dichte lege nahe, dass der Planet einen festen Kern habe, der nicht mehr als die vierfache Masse der Erde hat, heißt es weiter.

Das wiederum würde bedeuten, mehr als 85 Prozent seiner Masse seien in der dicken Gasschicht enthalten, die diesen Kern umgibt – »sofern er (der Planet, Anm. d. Red.) nicht erheblich aufgebläht ist«, steht in der Veröffentlichung. Zum Vergleich: Neptun trägt nur 5 bis 15 Prozent seiner Gesamtmasse in der Gasschicht.

Die gesammelten Daten sollen helfen zu beschreiben, wie das kosmische Objekt Materie auf Grund seiner Gravitation aufgesammelt und sich zum Gasplaneten entwickelt hat. Dieser Vorgang wird auch Akkretion genannt.

Mit WASP-107c bekommt WASP-107b dicke Gesellschaft

Das Team liefert jedoch nicht nur Neuigkeiten über WASP-107b. Es hat nach eigener Auskunft einen zweiten, massereicheren Planeten auf einer weit exzentrischen Umlaufbahn entdeckt. WASP-107c hat den Beobachtungen zufolge eine Masse von etwa einem Drittel des Jupiters, ist also mehr als drei Mal so massereich wie WASP-107b. Für eine Umrundung des Sterns im Zentrum des Systems benötigt er drei Jahre. »Er könnte die Bahnwanderung und die Spin-Bahn-Verschiebung von WASP-107b beeinflusst haben«, heißt es.

»Insgesamt«, fassen die Autorinnen und Autoren zusammen, »liefern unsere Beobachtungen und die Modellierung der Gashüllenentstehung entscheidende Einblicke in die faszinierende Natur von WASP-107b und die Entstehungsgeschichte des Systems.« In Zukunft werde WASP-107b ein Schlüssel sein, um die Physik der Akkretion von Materie und Gas zu verstehen.

Dazu jedoch sind weitere Beobachtungen und Daten nötig. Eine genauere Vorstellung von der Zusammensetzung der Atmosphäre könnte das lang ersehnte James-Webb-Weltraumteleskop liefern. Sollte es denn wirklich Ende 2021 starten, wie zuletzt geplant.

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